基于CTA數(shù)據(jù)的頸動(dòng)脈可視化技術(shù)研究.pdf

1、頸動(dòng)脈是將血液由心臟輸送到頭頸面部的大血管，是腦的主要供血血管。臨床上，通常采用計(jì)算機(jī)斷層掃描血管造影技術(shù)（Computed Tomography Angiography，CTA）對(duì)頸動(dòng)脈成像，針對(duì)血管的形態(tài)學(xué)檢查來觀察頸動(dòng)脈硬化、頸動(dòng)脈狹窄、頸動(dòng)脈斑塊和血液流變等問題。隨著介入放射學(xué)的發(fā)展，它已經(jīng)成為臨床的一種重要的診斷方法。利用頸動(dòng)脈的C TA數(shù)據(jù)對(duì)頸動(dòng)脈可視化是本文研究的關(guān)鍵課題，主要包括血管形態(tài)可視化和血管管腔可視化，涉及到血管

2、的提取、數(shù)據(jù)的可視化以及虛擬內(nèi)窺等技術(shù)。
　　本文主要成果如下：
　　1.基于Sato的血管增強(qiáng)原理，本文提出了一種改進(jìn)算法。Sato的濾波器可以很好地濾除3D數(shù)據(jù)中的面狀結(jié)構(gòu)和球狀結(jié)構(gòu)，但是對(duì)于背景信息濾除效果不佳。新算法將背景像素的Hessian矩陣特征值也考慮到濾波器的設(shè)計(jì)中，增強(qiáng)了濾波器濾除背景像素的功能。基于臨床頸動(dòng)脈的CTA數(shù)據(jù)和腦部血管的MRA數(shù)據(jù)，我們做了實(shí)驗(yàn)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在保留原算法優(yōu)點(diǎn)的情況下，背景

3、內(nèi)容被大幅度移除，圖像對(duì)比度得到進(jìn)一步提高，血管結(jié)構(gòu)更加清晰可辨。對(duì)于增強(qiáng)后的結(jié)果，采用孤立連接分割算法，提取血管。之后進(jìn)行膨脹后處理，填充分割產(chǎn)生的血管空洞；
　　2.為了能提取完整的頸動(dòng)脈，設(shè)計(jì)了頸動(dòng)脈提取算法。該算法需利用血管分割的結(jié)果數(shù)據(jù)。首先需要構(gòu)建血管樹，建立層間“血管元素”之間的聯(lián)系，分兩個(gè)步驟：標(biāo)記血管區(qū)域和建立區(qū)域連接。為獲取醫(yī)生感興趣的血管段，可以針對(duì)感興趣血管段所在的血管樹，利用簡(jiǎn)單的數(shù)組操作可以獲得感興趣血

4、管段；
　　3.為了實(shí)現(xiàn)虛擬內(nèi)窺鏡的分支漫游功能，設(shè)計(jì)了分支漫游算法。首先人工選擇漫游路徑。然后，判斷漫游路徑數(shù)目。如果漫游路徑有多條時(shí)，進(jìn)行漫游路徑重組，在重組算法中重新對(duì)漫游路徑排序；如果只有一條漫游路徑，則可直接漫游。利用分支漫游算法，實(shí)現(xiàn)了血管分支漫游功能；
　　4.在Visual Studio2008集成開發(fā)環(huán)境下，采用混合編程技術(shù)，利用ITK實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的處理功能，利用VTK實(shí)現(xiàn)可視化及虛擬內(nèi)窺鏡功能，利用Qt設(shè)計(jì)軟